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基坑監(jiān)測(cè)與基坑安全的相關(guān)分析

文檔作者：張恒文檔來(lái)源：中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)院深圳分院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月12日
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2014 年 8月 建 材 與 裝 飾
基坑監(jiān)測(cè)與基坑安全的相關(guān)分析
張恒
（中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)院深圳分院廣東深圳518000）
摘要：本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，從基坑工程施工的難點(diǎn)及實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的意義出發(fā)，并著重就基坑監(jiān)測(cè)和基坑安全
的主要措施和內(nèi)容進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：基坑監(jiān)測(cè)；安全；措施
中圖分類號(hào)：TU753 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1673-0038（2014）32-0089-02
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)作為確保基坑工程施工安全及可靠進(jìn)行的必要和
有效手段，對(duì)于驗(yàn)證原設(shè)計(jì)方案或局部調(diào)整施工參數(shù)、積累數(shù)
據(jù)、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)以及改進(jìn)和提高原設(shè)計(jì)水平，都具有重要的實(shí)際指
導(dǎo)意義。近年來(lái)，相繼頒布實(shí)施的《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》、《建
筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范條文中均對(duì)基坑工程的現(xiàn)場(chǎng)
監(jiān)測(cè)工作進(jìn)行了具體規(guī)定，并要求其作為基坑工程施工中必不
可少的組成部分。為此，加強(qiáng)對(duì)基坑監(jiān)測(cè)和基坑安全措施等相關(guān)
內(nèi)容的研究與探討，對(duì)確?；庸こ痰氖┕ぐ踩凸こ藤|(zhì)量都
有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 基坑工程施工的難點(diǎn)及實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的意義
1.1 基坑工程施工的難點(diǎn)
在基坑工程實(shí)踐中，往往發(fā)現(xiàn)實(shí)際工程的工作狀態(tài)和設(shè)計(jì)值
相比，容易存在著一定的誤差。有時(shí)候其差異程度還較大，并嚴(yán)
重影響整個(gè)工程的施工質(zhì)量和施工安全。其主要原因表現(xiàn)為以
下幾個(gè)方面：
（1）基坑工程是設(shè)置于地層之間，而地層性質(zhì)往往具有一定
的離散性和變異性。地質(zhì)勘探所獲得數(shù)據(jù)很難準(zhǔn)確代表土層的
全面情況。同時(shí)，由于鉆探取樣對(duì)土樣所造成的擾動(dòng)和應(yīng)力，也
會(huì)造成試驗(yàn)的誤差。
（2）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及變形預(yù)估時(shí)，對(duì)土層和支護(hù)結(jié)構(gòu)本
身所進(jìn)行的分析模型、構(gòu)筑計(jì)算簡(jiǎn)化以及參數(shù)選用方面，和實(shí)際
情況相比存在著一定的差異性。
（3）基坑開(kāi)挖和施工過(guò)程中，隨著土層開(kāi)挖標(biāo)高的變化以及
支撐體系的設(shè)置與拆除，支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)處于經(jīng)常性的變
化過(guò)程中。
基于上述情況，可以發(fā)現(xiàn)基坑工程的設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)值雖然能夠大
致描述正常施工條件下，支護(hù)結(jié)構(gòu)和相鄰環(huán)境的受力范圍與變
形規(guī)律。但同樣必須做好在基坑開(kāi)挖和支護(hù)施工階段的現(xiàn)場(chǎng)檢
測(cè)工作，以保證施工的安全和工程的順利進(jìn)行。
1.2 實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的意義
（1）為施工的正常開(kāi)展提供了及時(shí)的反饋信息
基坑開(kāi)挖施工的順序往往是從點(diǎn)到面、從前到后的過(guò)程，通
過(guò)將局部和前期的開(kāi)挖效應(yīng)和監(jiān)測(cè)結(jié)果與預(yù)估值相比較分析，
可有效驗(yàn)證原開(kāi)挖方案的正確性，并可根據(jù)分析結(jié)果實(shí)時(shí)調(diào)整
施工參數(shù)，以保障施工的順利進(jìn)行。
（2）可作為設(shè)計(jì)和施工的重要補(bǔ)充手段
基坑工程的設(shè)計(jì)和施工方案是設(shè)計(jì)人員根據(jù)相關(guān)勘測(cè)資料、
工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并利用數(shù)學(xué)分析手段所進(jìn)行的預(yù)測(cè)計(jì)算，可在很
大程度上揭示和反映實(shí)際工程狀況。然而，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的
唯一標(biāo)準(zhǔn)，只有在方案實(shí)施過(guò)程中才能獲得最終的結(jié)論。而其
中，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作則是獲得上述驗(yàn)證的重要及可靠手段。
（3）可作為施工開(kāi)挖方案修改的依據(jù)
根據(jù)對(duì)基坑工程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果，可判斷和鑒別原設(shè)計(jì)方案
是否安全、適用，必要時(shí)還可對(duì)原開(kāi)挖方案和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部
的修改和調(diào)整。例如，改變挖土順序、減少日出土量、采取地基和
結(jié)構(gòu)加固措施等等?？偠灾?，基坑監(jiān)測(cè)工作是確保工程施工安
全、經(jīng)濟(jì)、可行的重要定量化依據(jù)。
2 基坑監(jiān)測(cè)的基本要求
（1）在具體施工過(guò)程中，要利用對(duì)地面以及地下各種建筑物
和構(gòu)筑物等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，從而將建筑物以及構(gòu)筑物還有基坑
具體的變形程度和變形趨勢(shì)反映出來(lái)，并對(duì)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行嚴(yán)格
控制，使之保持在標(biāo)準(zhǔn)限值以內(nèi)，最終使建筑物以及構(gòu)筑物得到
安全保證。
（2）監(jiān)測(cè)時(shí)所用的儀器和設(shè)備需要通過(guò)國(guó)家相關(guān)部門的鑒定，
并保證鑒定結(jié)果合格才能使用。
（3）在監(jiān)測(cè)時(shí)使用的各種測(cè)試手段需經(jīng)工程實(shí)踐后證明其正
確性和可靠性。另外，測(cè)試手段不能對(duì)結(jié)構(gòu)正常受力以及變形剛
度與強(qiáng)度的特征造成影響與妨礙。為了能夠和目前處于變化之
中的施工狀況相適應(yīng)，必須保證監(jiān)測(cè)手段的簡(jiǎn)單易行。測(cè)試的方
法不能是單一的，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況采取相應(yīng)的手段，對(duì)
多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)基坑工程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇，應(yīng)根據(jù)工
程實(shí)際情況（如基坑開(kāi)挖深度）和周圍環(huán)境的需要而確定。例如，
當(dāng)工程規(guī)模較大，基坑開(kāi)挖較深時(shí)，或者對(duì)周圍環(huán)境保護(hù)要求較
高時(shí)，要求監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)全面；當(dāng)基坑工程為中、小型規(guī)模，且開(kāi)
挖深度不是太深時(shí)，則可適度選擇幾個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
3 基坑監(jiān)測(cè)和基坑安全的主要內(nèi)容與措施
3.1 相鄰環(huán)境監(jiān)測(cè)
基坑開(kāi)挖必然會(huì)導(dǎo)致附近相鄰?fù)馏w的變形，而過(guò)量的變形將
影響到鄰近建筑物和市政管理的正常使用，甚至導(dǎo)致破壞。因
此，在基坑施工過(guò)程中必須加強(qiáng)對(duì)鄰近土體的變形監(jiān)測(cè)，其目的
一方面可以根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整支護(hù)措施和開(kāi)挖速度，以避
免鄰近建筑物和管線不會(huì)因?yàn)檫^(guò)量變形而影響到其正常使用功
能；另一方面則是通過(guò)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)鄰近建筑物的安全作出
評(píng)價(jià)，以確?；庸こ痰捻樌踩M(jìn)行。
3.2 孔隙水壓力監(jiān)測(cè)
孔隙水壓力監(jiān)測(cè)主要用于控制打樁引起的地表隆起、基坑開(kāi)
地質(zhì)·勘察·測(cè)繪
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挖或沉井下沉導(dǎo)致的地表沉降等方面。由于孔隙水壓力的變化
是基坑土層運(yùn)動(dòng)的前兆，掌握其規(guī)律，有助于及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇?
施，以避免工程中出現(xiàn)不必要的損失，保證基坑安全?？紫端畨?
力探頭主要可分為鋼弦式、電阻式和氣動(dòng)式這三種類型，其外部
結(jié)構(gòu)均大致相似，探頭由透水石和金屬殼體所組成?？紫端畨毫?
計(jì)要在水中進(jìn)行安裝和埋設(shè)，濾水石不能和大氣進(jìn)行接觸，如果
發(fā)生接觸，就要對(duì)濾水石進(jìn)行更新排氣，一般情況下，我們采用
壓入法與鉆孔法對(duì)孔隙水壓力機(jī)進(jìn)行埋設(shè)。
3.3 樁墻深度層移監(jiān)測(cè)
基坑工程中圍護(hù)樁墻的深度水平撓曲值，通常是采用測(cè)斜受
到觀測(cè)得到的。測(cè)斜裝置主要由測(cè)斜管、測(cè)斜儀以及數(shù)字式測(cè)讀
儀這三個(gè)部分所組成，如圖1 所示。其中，測(cè)斜管埋設(shè)固定在樁
墻內(nèi)，在量測(cè)時(shí)將測(cè)斜儀伸入測(cè)斜管內(nèi)并引出導(dǎo)線，即可將樁墻
的撓曲值瞬時(shí)反映在測(cè)讀儀上。
3.4 支撐軸力和樁墻內(nèi)力監(jiān)測(cè)
采用鋼筋混凝土材料所制成的支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其內(nèi)力或軸力
的監(jiān)測(cè)，通常是通過(guò)測(cè)定構(gòu)件受力鋼筋的應(yīng)力，然后根據(jù)鋼筋和
混凝土共同作用、變形協(xié)調(diào)條件反算得到的。鋼筋應(yīng)力一般是通
過(guò)在受力鋼筋中串聯(lián)連接鋼筋應(yīng)力的傳感器進(jìn)行測(cè)定。目前，基
坑工程總多采用鋼弦式和電阻式兩類應(yīng)力傳感器。在圖2 中，即
為鋼弦式鋼筋應(yīng)力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其工作原理為當(dāng)傳感器
外殼鋼管受到軸力作用后，會(huì)引起鋼弦的張拉力變化，從而改變
其自振頻率，由頻率儀即可測(cè)定鋼弦的頻率變化，再通過(guò)標(biāo)定曲
線即可計(jì)算得出鋼筋所受應(yīng)力的具體值。
3.5 土體分層沉降監(jiān)測(cè)
土體分層沉降儀主要由沉降管、鋼環(huán)和電感探測(cè)裝置這三部
分組成。分層沉降管由波紋狀柔性塑料管制成，管外每隔一段距
離設(shè)置一個(gè)鋼環(huán)，地層沉降時(shí)帶動(dòng)鋼環(huán)同步下沉，并采用擱置在
地表的電感探測(cè)裝置可以根據(jù)電磁頻率的變化來(lái)捕捉鋼環(huán)的準(zhǔn)
確位置，并由鋼尺的讀數(shù)測(cè)量出鋼環(huán)所在的深度。根據(jù)鋼環(huán)位置
深度的變化，即可詳細(xì)掌握基坑工程中不同標(biāo)高地層的沉降變
化情況。
3.6 土壓力監(jiān)測(cè)
在基坑工程中，樁（墻）側(cè)向土壓力的監(jiān)測(cè)通常是采用在樁墻
迎土面埋設(shè)壓力傳感器，并通過(guò)相應(yīng)的接收儀器來(lái)讀取所需的
數(shù)據(jù)信息。常用的土壓力傳感器有電阻式和鋼弦式兩類。由于鋼
弦式土壓力傳感器具有耐久性好，能適應(yīng)各類復(fù)雜環(huán)境的特點(diǎn)，
因此在工程實(shí)踐中的應(yīng)用正日趨廣泛，并有逐步取代電阻式土
壓力傳感器的趨勢(shì)。對(duì)應(yīng)于上述兩類傳感器的接收裝置為電阻
應(yīng)變儀和頻率儀。
土壓力傳感器在支護(hù)結(jié)構(gòu)迎土面的安裝，一直是基坑工程現(xiàn)
場(chǎng)檢測(cè)工作的難點(diǎn)問(wèn)題。不少工程中埋設(shè)了壓力盒，但最終受到
了不同程度的損壞，從而無(wú)法獲得有效的數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)效果，沒(méi)有
在工程監(jiān)測(cè)中起到應(yīng)有的作用。因此，在樁（墻）側(cè)向土壓力的監(jiān)
測(cè)過(guò)程中，應(yīng)著重做好壓力傳感器的安裝和保護(hù)工作，以確保監(jiān)
測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠。
4 總結(jié)
本文從基坑工程施工的難點(diǎn)及實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的意義出發(fā)，并
著重就基坑監(jiān)測(cè)和基坑安全的主要措施和內(nèi)容進(jìn)行了分析與探
討。隨著當(dāng)前我國(guó)高層建筑項(xiàng)目的日益增多，基坑規(guī)模和開(kāi)挖深
度正日益加大，而所導(dǎo)致的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和穩(wěn)定問(wèn)題已
逐漸成為了工程界和相關(guān)管理部門所非常關(guān)注的問(wèn)題。為有效
解決基坑工程施工中存在的各類問(wèn)題，就必須采取科學(xué)、合理的
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)措施與監(jiān)測(cè)方法，以保證基坑工程施工安全和工程質(zhì)
量的順利實(shí)現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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收稿日期：2014-5-10
作者簡(jiǎn)介：張恒（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事變形監(jiān)
測(cè)、地形測(cè)量、放樣工作。
圖1 伺服式測(cè)斜儀
1-電纜；2-鋼套；3-連桿；4-線圈；5-鋼弦。
圖2 鋼弦式鋼筋應(yīng)力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
地質(zhì)·勘察·測(cè)繪
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